CN101974940A - 约束屈曲支撑与混凝土梁节点 - Google Patents

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李帼昌
林丹
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约束屈曲支撑与混凝土梁节点,及一种建筑构件,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。

Description

约束屈曲支撑与混凝土梁节点
技术领域
    本发明涉及一种建筑构件,特别是涉及一种约束屈曲支撑与混凝土梁节点。
背景技术
防屈曲约束支撑是一种受压时不会发生屈曲失稳的轴力构件,在我国台湾地区称之为挫屈拘束支撑(Buckling Restrained Braces,简称BRB)。在美国和日本则称之为无粘结支撑(Unbonded Braces,简称UBB)。防屈曲约束支撑主要由两部分组成:内核芯材单元和外围约束单元。两者之间通过填充细石混凝土来实现外围约束套管对内核芯材的约束,限制其受压屈曲。混凝土和内核芯材钢构件之间通过一层薄材料分开,以允许钢构件可以在混凝土中滑动。内核单元一般采用低屈服点的钢材,从中部到两端依次由核心段、过渡段和连接段组成。核心段是内核单元中较长的一段区域,是防屈曲约束支撑中最主要的组成部分,此段全长被约束单元包裹。核心段的截面形式多种多样,常用的有以下几种:一字形、十字形、工字形等。连接段是连接内核单元与框架节点板的区域,未被约束单元包裹,考虑到连接螺栓孔的削弱及缺少约束单元的可靠约束,其截面形状要比核心段大很多,以保证强度和稳定要求。过渡段是连接核心段与连接段的一段过渡区域,主要是为了实现核心段到连接段的截面形状变化的过渡,以减小应力集中。外围约束单元多由钢管(方形或圆形)内填混凝土或砂浆组成,或者由空心的钢筋混凝土柱构成,外包在内核单元周围。防屈曲约束支撑所承受的全部轴力都由内核芯材来承担,外围约束单元不承担轴力,只提供对内核芯材的约束作用防止屈曲。防屈曲约束支撑是通过低屈服点的软钢芯材在拉、压荷载反复作用下产生较大的塑性变形,消耗风、地震作用输入结构的能量,减小结构的振动响应,保护结构构件或减小结构的损伤。与传统支撑比较,防屈曲约束支撑的内核芯材发生屈服但由于外围约束的限制使其不能由于失稳而屈曲,所以防屈曲约束支撑的承载力和变形能力有显著的提高,且屈服后的塑性变形发展稳定。
屈曲约束支撑在日本进入工程应用较早,特别是在阪神大地震以后,这种支撑作为阻尼器大量应用在工程中,截止至2008年已有至少250幢以上的建筑物采用了BRB作为提高抗震设防水平的措施。美国也在1994年Northridge地震以后,也开始了对屈曲约束支撑的钢结构体系的研究,并且在一些新的钢结构中进行了应用。近几年防屈曲约束支撑在大陆地区也逐渐被人们使用,如北京威盛大厦、北京银泰中心、上海古北财富中心和西部机电科技商务中心等。目前约束屈曲支撑多应用于钢结构,但对于混凝土框架应用较少。约束屈曲支撑与混凝土梁节点仍有待完善和改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种约束屈曲支撑与混凝土梁节点。防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
约束屈曲支撑与混凝土梁节点,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
本发明的优点与效果是:
钢筋混凝土框架结构在我国应用比较广泛,有完整的设计方法和设计理论,但抗震性能较差,尤其在高层和大跨度建筑中应用有局限性。在高烈度区,要想达到抗震等级的要求就必须加大截面面积,大大提高了造价,材料用量大,很不经济。经过适当的设计,含有防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。本发明加固,减小截面,提高抗震性能保证人民生命财产安全。
对于大跨度及高层混凝土结构为了达到其抗震性能的要求,通过合理的设计约束屈曲支撑可以减小截面面积、降低结构自重、降低造价,节约建筑材料、增加有效使用面积。经过时间的洗礼及自然灾害的侵袭,很多建筑的抗震性能已经退化,把这些建筑拆掉重建又比较浪费资源。那么用屈曲约束支撑对混凝土结构进行加固就是一种非常有效的方法。
与传统支撑比较,防屈曲约束支撑的内核芯材发生屈服但由于外围约束的限制使其不能由于失稳而屈曲,所以防屈曲约束支撑的承载力和变形能力有显著的提高,且屈服后的塑性变形发展稳定,具有良好的耗能能力,保证人民生命财产的安全。为提高混凝土框架的抗震性能做出贡献。
附图说明
图1-1、图1-2为栓钉连接式节点结构的示意图;
图2-1、图2-2为型钢式节点结构的示意图;
图3-1、图3-2为组合式节点结构的示意图。
具体实施方式
本发明针对混凝土结构在我国应用比较广泛,有完整的设计方法和设计理论。随着国家的发展、人们生活水平的提高,人们对建筑物的使用要求越来越高。建筑物越来越趋向高层、超高层、大跨度的结构,而混凝土结构在这几方面比较有局限性。经过实验研究证明经过合理的设计,约束屈曲支撑可以显著改善混凝土结构的性能,使混凝土结构应用更广泛更适用于现在的设计要求。目前我国的混凝土结构建筑较多,经过时间的洗礼及自然灾害的侵袭,很多建筑的抗震性能已经退化,把这些建筑拆掉重建又比较浪费资源。那么用屈曲约束支撑对混凝土结构进行加固就是一种非常有效的方法。在实际工程中的应用已经证明了这一点。
本发明是由约束屈曲支撑和混凝土梁构成,利用屈曲约束支撑改善结构的抗震性能。
本发明对栓钉连接式节点、型钢式节点、以及组合式节点等几种主要形式进行研究。
如图1-1、图1-2所示, 本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
如图2-1、图2-2所示, 本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
如图3-1、图3-2所示, 本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。

Claims (3)

1.约束屈曲支撑与混凝土梁节点,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,其特征在于约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
2.根据权利要求1所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,其特征在于约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
3.根据权利要求1所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,其特征在于约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
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